目錄
序
前言
第1章 緒論1
1.1 泵噴推進器簡介1
1.2 泵噴推進器研究進展2
1.2.1 泵噴推進器應用現(xiàn)狀2
1.2.2 泵噴推進器設計研究現(xiàn)狀3
1.2.3 泵噴推進器水動力研究現(xiàn)狀4
1.2.4 泵噴推進器水動力噪聲研究現(xiàn)狀7
1.3 泵噴推進器發(fā)展趨勢9
第2章 泵噴推進器水動力設計11
2.1 水動力設計原理11
2.1.1 水動力設計方案11
2.1.2 轉子設計原理11
2.1.3 定子與導管設計原理14
2.2 泵噴推進器導管設計16
2.3 泵噴推進器轉子設計17
2.3.1 葉片外形設計方法17
2.3.2 轉子主參數(shù)選取18
2.3.3 轉子葉片設計19
2.4 泵噴推進器定子設計27
2.4.1 定子設計原則與方法27
2.4.2 修正系數(shù)法定子設計28
2.5 泵噴推進器設計實例34
2.5.1 葉剖面坐標轉換34
2.5.2 泵噴推進器三維幾何36
第3章 泵噴推進器流場計算方法38
3.1 數(shù)值計算基礎理論38
3.1.1 控制方程38
3.1.2 控制方程雷諾時均封閉方法38
3.1.3 控制方程空間過濾封閉方法40
3.1.4 湍流建模42
3.2 流場數(shù)值模擬方法與驗證44
3.2.1 泵噴推進器模型44
3.2.2 計算域和網(wǎng)格48
3.2.3 數(shù)值模擬方法驗證50
3.2.4 網(wǎng)格和時間步無關性驗證51
3.3 湍流模型對泵噴推進器流場計算的影響56
3.3.1 網(wǎng)格影響56
3.3.2 湍流建模影響57
第4章 泵噴推進器流場特性60
4.1 泵噴推進器水動力性能60
4.1.1 敞水性能60
4.1.2 泵噴推進器推力脈動60
4.2 泵噴流場渦系65
4.2.1 流場渦系結構65
4.2.2 渦系結構演化70
4.2.3 轉子-定子干擾流場72
4.3 泵噴流場模態(tài)分析75
4.3.1 流場模態(tài)分析理論75
4.3.2 尾流場DMD分析82
4.3.3 定子流場DMD分析94
4.3.4 流場SPOD分析98
第5章 導管對泵噴推進器流場影響109
5.1 導管參數(shù)109
5.2 不同導管水動力特性111
5.2.1 水動力性能111
5.2.2 轉子和導管的推力脈動118
5.3 不同導管泵噴流場122
5.3.1 導管和轉子表面壓力122
5.3.2 導管繞流場126
5.3.3 流場渦系演化133
5.3.4 流場壓力脈動136
第6章 定子對泵噴推進器流場影響141
6.1 定子設計參數(shù)141
6.2 不同定子泵噴水動力特性144
6.2.1 敞水性能144
6.2.2 非定常脈動特性149
6.3 定子對泵噴推進器噪聲影響154
6.3.1 轉子-定子間距154
6.3.2 定子弦長158
6.3.3 定子后傾角159
6.3.4 定子側斜161
6.3.5 定子預旋角163
6.4 不同定子參數(shù)下流場165
6.4.1 定子和轉子周圍流場165
6.4.2 不同定子參數(shù)下渦系172
6.4.3 速度和壓力脈動特性177
第7章 泵噴推進器流噪聲特性181
7.1 流噪聲數(shù)值模擬方法181
7.1.1 聲壓級181
7.1.2 聲類比和FW-H方程181
7.2 流噪聲數(shù)值模擬方法驗證182
7.2.1 圓柱-翼型干涉噪聲實驗數(shù)值驗證182
7.2.2 不同湍流模型流噪聲184
7.3 流噪聲數(shù)值計算結果及其特性186
7.3.1 計算設置186
7.3.2 頻譜基本特性186
7.3.3 指向性191
7.3.4 來流速度影響192
7.3.5 轉速影響195
第8章 泵噴推進器鋸齒尾緣導管降噪197
8.1 鋸齒尾緣導管降噪影響197
8.1.1 鋸齒尾緣結構197
8.1.2 齒數(shù)影響198
8.1.3 齒長影響202
8.2 鋸齒尾緣導管降噪機理206
8.2.1 齒數(shù)對渦和脈動壓力的影響206
8.2.2 齒長對渦和脈動壓力的影響211
8.2.3 鋸齒結構對敞水性能的影響214
8.2.4 工況對降噪效果的影響216
8.3 鋸齒結構降噪機理分析219
第9章 泵噴推進器模型試驗225
9.1 試驗準備225
9.1.1 試驗模型225
9.1.2 試驗環(huán)境和設備225
9.1.3 模型安裝和測試226
9.2 試驗結果227
9.2.1 敞水性能227
9.2.2 流場測試結果229
9.2.3 噪聲測試結果234
參考文獻241